Die Arbeiten unserer Arbeitsgruppe werden durch die beiden S?ulen anorganische Materialforschung und Festk?rper- NMR-Methodenentwicklung getragen. Dabei konzentrieren wir uns momentan auf zwei Klassen an Materialien, amorphe Festk?rper wie Gl?ser und Keramiken und Batteriematerialien.

?

Keramiken und Gl?ser?finden ihren Einsatz in den verschiedensten Bereichen der industriellen Anwendung (z.B. nitridische und oxidische Gl?ser für Hochtemperaturanwendungen, biokompatible Materialien oder Spezialgl?ser für optische Anwendungen). Die im Vergleich zu kristallinen Systemen enorm gro?e Zusammensetzungsbreite dieser Systeme erm?glicht eine detaillierte Optimierung bestimmter Schlüsseleigenschaften. Aktuelle Projekte unserer Arbeitsgruppe befassen sich mit der Synthese und Charakterisierung von aus der Schmelze und nach dem Sol-Gel-Verfahren hergestellten Borosilicat- und Aluminophosphatgl?sern, die als Antioxidationsschicht oder Einschlussmatrix für radioaktive Abf?lle Verwendung finden.

?

Die steigende Nachfrage nach Elektrofahrzeugen macht eine Entwicklung neuer?Batteriesysteme?notwendig; dies zieht eine intensive Suche nach neuen Anoden-, Kathoden- und Elektrolytmaterialien nach sich. Momentan liegt das Hauptaugenmerk unserer Forschungsarbeiten hier auf der Entwicklung neuer?Feststoffelektrolytmaterialien?mit verbesserten Ionenleitf?higkeiten für den Einsatz in Feststoff-Lithiumbatterien. Aktuelle Projekte befassen sich mit der Synthese und Charakterisierung von Nano-Kompositen (z. B. Polymerelektrolyt/Al2O3), neuartigen salzreichen Polymerelektrolyt-Systemen (z.B. Li-Salz / PAN) und Hybridsystemen (SiO2-Glas / ionische Flüssigkeit -- Li-Salz).

?

Für eine kontrollierte Optimierung der Schlüsseleigenschaften der Materialien, beispielsweise Hochtemperaturstabilit?t, Ionenleitf?higkeit oder mechanische Stabilit?t, bildet eine fundierte Kenntnis der Struktur und der Dynamik der Materialien eine unabdingbare Voraussetzung. Dazu entwickeln und nutzen wir?moderne Festk?rper-NMR-Verfahren, die uns nicht nur einen Zugang zu den Strukturmotiven auf kurzen und mittleren L?ngenskalen bieten, sondern darüber hinaus auch Informationen über die mikroskopische Dynamik in den untersuchten Materialien liefern. Im Zusammenspiel mit Informationen aus anderen, komplement?ren analytischen Techniken (XPS, Raman, EIS, XRD, ...) erhalten wir so detailliertes Bild der Struktur (Netzwerkaufbau, lokale Kationen- und Anionenkoordinationsmotive, Entwicklung der Struktur unter Temperaturbelastung, Wirt-Gast-Wechselwirkungen, ...) und der Dynamik (Migrationspfade, Aktivierungsenergien, ...) der Materialien. Die Kenntnis dieser Details zur Struktur und Dynamik soll dann eingesetzt werden, um Materialien mit verbesserten Schlüsseleigenschaften gezielt synthetisieren zu k?nnen.
Beitr?ge unserer Arbeitsgruppe zum heutigen Inventar an modernen Festk?rper-NMR-Methoden sind beispielsweise die Entwicklung neuer dipolarer NMR-Verfahren (constant-time REDOR, dipolare NMR für Kerne mit nahe benachbarten Resonanzfrequenzen) oder das Design eines Laser-beheizten MAS-Probenkopfes für extrem hohe Temperaturen.
Weitere Informationen zu unseren Arbeiten finden Sie auf den folgenden Seiten, auf denen einige aktuelle Projekte n?her vorgestellt werden.